KR100575499B1 - Beam-splitter optics design that maintains an unflipped unmirrored image for a catadioptric lithographic system - Google Patents
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Abstract
본 발명은 레티클 광학 그룹, 빔 스플리터, 비구면 미러, 배플 플레이트, 폴딩 미러 및 반도체 웨이퍼 광학 그룹을 갖는 반사굴절 시스템에 관한 것이다. 레티클 광학 그룹, 빔 스플리터 및 반도체 웨이퍼 광학 그룹은 동일 빔축상에 배치되고 비구면 미러와 폴딩 미러 축과는 다르다. 광은 레티클 상의 이미지 패턴을 통과하여 빔 스플리터에 의해 비구면 미러로 반사된다. 비구면 미러는 광을 빔 스플리터를 통해 폴딩 미러로 다시 반사시킨다. 폴딩 미러는 광을 빔 스플리터로 다시 반사시킨다. 빔 스플리터는 광을 반도체 웨이퍼 광학 그룹으로 반사시킨다. 복수의 1/4 위상판은 본 발명의 광학 소자들간의 광 경로에 배치되어 입사하는 광의 편광을 변경할 수 있다. 광이 반도체 웨이퍼 광학 그룹을 통과하기 전에, 배플플레이트를 통과하여 빔 스플리터내의 내부 반사에 의해 발생되는 임의의 배경 산란 광이 반도체 웨이퍼 광학 그룹으로 입사하는 것을 방지한다. 다른 실시예에서, 스페이서 플레이트가 빔 스플리터내에 삽입된다. 스페이서 플레이트는 레티클 광학 그룹 빔 축과 반도체 웨이퍼 광학 그룹 빔 축 사이에 오프셋을 생성한다. 이것은 레티클 광학 그룹으로부터 반도체 광학 그룹으로의 광의 직접적인 통과를 감소시킨다.The present invention relates to a refraction refractive system having a reticle optical group, a beam splitter, an aspheric mirror, a baffle plate, a folding mirror and a semiconductor wafer optical group. The reticle optical group, the beam splitter, and the semiconductor wafer optical group are disposed on the same beam axis and are different from the aspherical mirror and the folding mirror axis. Light passes through the image pattern on the reticle and is reflected by the beam splitter to the aspherical mirror. The aspheric mirror reflects light back through the beam splitter to the folding mirror. The folding mirror reflects light back to the beam splitter. The beam splitter reflects light to the semiconductor wafer optical group. The plurality of quarter phase plates may be disposed in the optical path between the optical elements of the present invention to change the polarization of the incident light. Before light passes through the semiconductor wafer optical group, any background scattered light generated by internal reflections in the beam splitter through the baffle plate is prevented from entering the semiconductor wafer optical group. In another embodiment, a spacer plate is inserted into the beam splitter. The spacer plate creates an offset between the reticle optical group beam axis and the semiconductor wafer optical group beam axis. This reduces the direct passage of light from the reticle optical group to the semiconductor optical group.
레티클 광학 그룹, 빔 스플리터, 비구면 미러, 배플 플레이트, 반사굴절 리소그래피 시스템Reticle Optical Group, Beam Splitter, Aspheric Mirror, Baffle Plate, Refractive Lithography System
Description
도 1은 본 발명의 실시예가 구현될 수 있는 시스템을 도시하는 도면.1 illustrates a system in which embodiments of the present invention may be implemented.
도 2a는 스페이서 플레이트가 없는 빔 스플리터 큐브를 나타내는 본 발명의 일실시예를 나타내는 도면.2A illustrates one embodiment of the present invention showing a beam splitter cube without a spacer plate.
도 2b는 스페이서 플레이트가 있는 빔 스플리터 큐브를 나타내는 본 발명의 일실시예를 나타내는 도면.FIG. 2B illustrates one embodiment of the present invention showing a beam splitter cube with a spacer plate. FIG.
도 3a은 도 2a에 도시된 본 발명의 실시예의 광빔의 이동 경로를 나타내는 도면.FIG. 3A is a view showing a movement path of a light beam of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2A;
도 3b는 도 2b에 도시된 본 발명의 실시예의 광빔의 이동 경로를 나타내는 도면.FIG. 3B is a view showing a movement path of a light beam of the embodiment of the present invention shown in FIG. 2B;
도 4는 본 발명의 배플 플레이트(baffle plate)의 일실시예를 나타내는 도면.4 shows an embodiment of a baffle plate of the present invention.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
200: 반사굴절 시스템200: refraction system
210: 레티클 광학 그룹210: reticle optical group
220: 빔 스플리터220: beam splitter
225: 폴딩 미러225: folding mirror
230: 비구면 미러 광학 그룹230: aspherical mirror optical group
240: 웨이퍼 광학 그룹240: wafer optical group
250: 배플 플레이트250: baffle plate
본 발명은 개선된 리소그래피 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 이미지 플립없이 고정밀도 이미지를 투영하는 반사굴절 노광 광학계 (catadioptric exposure optics)를 이용하는 리소그래피 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to improved lithography systems and methods. In particular, the present invention relates to lithographic systems and methods using catadioptric exposure optics for projecting high precision images without image flipping.
리소그래피는 기판의 표면 상에 형상(feature)을 생성하는데 사용되는 프로세스이다. 이러한 기판은 플랫 패널 디스플레이, 회로 기판, 다양한 집적 회로 등의 제조에 사용되는 것을 포함할 수 있다. 이러한 응용예에 주로 사용되는 기판은 반도체 웨이퍼이다. 본 설명은 설명하기 위하여 반도체 웨이퍼를 사용하지만, 당업자는 또한 본 설명이 본 기술에 숙련된 자에게 공지된 다른 유형의 기판에도 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 리소그래피 동안, 웨이퍼 스테이지 상에 배치된 웨이퍼는 리소그래피 장치내에 배치된 노광 광학계에 의해 웨이퍼의 표면 상에 투 영된 이미지로 노광된다. 이미지는 노광될 원형 또는 원본을 지칭한다. 투영된 이미지는 웨이퍼의 표면에 실제적으로 접촉하는 이미지를 지칭한다. 노광 광학계가 포토리소그래피에 사용되지만, 다른 유형의 노광 장치가 특정 응용예에 따라 사용될 수 있다. 예를 들어, x선 또는 광자 리소그래피 각각은 당업자에게 공지된 바와 같이 다른 노광 장치를 필요로 할 수 있다. 포토리소그래피의 특정예는 단지 예시적인 목적으로 여기에 논의된다.Lithography is a process used to create features on the surface of a substrate. Such substrates may include those used in the manufacture of flat panel displays, circuit boards, various integrated circuits, and the like. The substrate mainly used for this application is a semiconductor wafer. Although the present description uses semiconductor wafers for illustration, those skilled in the art will also appreciate that the present description can also be applied to other types of substrates known to those skilled in the art. During lithography, the wafer disposed on the wafer stage is exposed in an image projected onto the surface of the wafer by exposure optics disposed in the lithographic apparatus. An image refers to a circle or original to be exposed. The projected image refers to the image that actually contacts the surface of the wafer. Although exposure optics are used for photolithography, other types of exposure apparatus may be used depending on the particular application. For example, each of the x-rays or photon lithography may require another exposure apparatus, as known to those skilled in the art. Specific examples of photolithography are discussed herein for illustrative purposes only.
투영된 이미지는 웨이퍼의 표면 상에 퇴적된 층, 예를 들어, 포토레지스트의 특성의 변화를 발생시킨다. 이들 변화는 노광 중 웨이퍼 상에 투영된 형상에 대응한다. 노광후에, 층은 에칭되어 패터닝된 층을 생성한다. 패턴은 노광 중 웨이퍼 상에 투영된 형상에 대응한다. 이 패터닝된 층은 그후 도전층, 반도체층, 또는 절연층 등의 웨이퍼 내의 기초 구조층의 노출된 부분을 제거하는데 사용된다. 그후, 이 프로세스는 소망의 형상이 웨이퍼의 표면 상에 형성될 때까지 다른 공정과 함께 반복된다.The projected image results in a change in the properties of the layer, for example photoresist, deposited on the surface of the wafer. These changes correspond to the shape projected onto the wafer during exposure. After exposure, the layer is etched to produce a patterned layer. The pattern corresponds to the shape projected onto the wafer during exposure. This patterned layer is then used to remove exposed portions of the underlying structural layer in the wafer, such as conductive layers, semiconductor layers, or insulating layers. This process is then repeated with other processes until the desired shape is formed on the surface of the wafer.
스텝 앤드 스캔(step-and-scan) 기술은 협소한 이미징 슬롯을 갖는 투영 광학계 시스템과 결합하여 작동한다. 한번에 전체의 웨이퍼를 노광하기보다는 개별 필드가 한번에 하나씩 웨이퍼 상으로 스캔된다. 이것은 이미징 슬롯이 스캔동안 필드를 가로질러 이동하도록 웨이퍼와 레티클을 동시에 이동함으로써 수행된다. 그후, 다수의 레티클 패턴의 복사본이 웨이퍼 표면 전체에 노광되도록, 웨이퍼 스테이지는 필드 노광들간에 비동기적으로 스텝핑되어야 한다. 이 방법으로, 웨이퍼 상에 투영된 이미지의 품질은 최대화된다. Step-and-scan technology works in conjunction with projection optics systems with narrow imaging slots. Rather than expose the entire wafer at one time, individual fields are scanned onto the wafer one at a time. This is accomplished by simultaneously moving the wafer and the reticle such that the imaging slot moves across the field during the scan. The wafer stage must then be asynchronously stepped between field exposures so that copies of the plurality of reticle patterns are exposed across the wafer surface. In this way, the quality of the image projected on the wafer is maximized.
노광 광학계는 굴절 및/또는 반사 소자, 즉, 렌즈 및/또는 미러를 포함한다. 일반적으로, 상업적 제조를 위해 사용되는 대부분의 노광 광학계는 렌즈만으로 구성된다. 그러나, 반사굴절(즉, 굴절 및 반사 소자의 조합) 노광 광학계의 사용이 증가하고 있다. 굴절 및 반사 소자의 사용은 제조중 많은 리소그래피 변수가 제어될 수 있도록 한다. 그러나, 미러의 사용은 이미지 플립(flip) 문제를 유발할 수 있다.The exposure optics comprise refractive and / or reflective elements, ie lenses and / or mirrors. In general, most exposure optics used for commercial manufacturing consist solely of lenses. However, the use of reflective refraction (ie, a combination of refractive and reflective elements) exposure optical systems is increasing. The use of refractive and reflective elements allows many lithographic parameters to be controlled during manufacturing. However, the use of mirrors can cause image flip problems.
반도체 웨이퍼 상에 플립(미러링(mirroring))되지 않은 이미지를 생성할 수 있는 광학 시스템 설계가 필요하다. 또한, 이 광학 시스템은 이전의 반사굴절 시스템의 레티클 설계와 호환가능해야 한다. 마지막으로, 열적 보상 시스템의 부담을 감소시키기 위하여 균일하고 대칭적인 열 분배가 가능한 광학 시스템 설계가 필요하다.There is a need for optical system designs that can produce images that are not flipped (mirroring) on a semiconductor wafer. In addition, the optical system must be compatible with the reticle design of the previous refraction system. Finally, there is a need for optical system designs that are capable of uniform and symmetrical heat distribution to reduce the burden on the thermal compensation system.
발명의 개요Summary of the Invention
본 발명은 반도체 웨이퍼 상에 이미지 패턴을 형성하는 반사굴절 리소그래피 노광 장치에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 레티클 광학 그룹, 빔 스플리터, 비구면 미러 광학 그룹, 폴딩 미러(folding mirror) , 및 반도체 웨이퍼 광학 그룹을 포함하는 반사굴절 리소그래피 시스템이다. 광빔은 레티클 상에 형성된 이미지 패턴을 통해 빔 스플리터 큐브로 전달되어 비구면 미러로 반사된다. 비구면 미러는 빔 스플리터 큐브를 통해 광빔을 다시 반사시킨다. 비구면 미러 및 빔 스플리터 큐브간의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(quarter wave plate)은 빔 스플리터 큐브에 입사하는 광의 편광을 변화시킨다. 빔 스플리터 큐브를 통과한 후, 빔 스플리터 큐브에 인접하여 배치된 폴딩 미러는 광빔을 반사시킨다. 폴딩 미러 및 빔 스플리터 큐브간의 광 경로에 배치된 또다른 1/4 위상판은 빔 스플리터 큐브에 입사하는 광의 편광을 변화시킨다. 그후, 광빔은 빔 스플리터 큐브에 의해 웨이퍼 광학 그룹 상으로 반사된다. 웨이퍼 광학 그룹은 광빔을 확대, 포커싱, 및/또는 정렬(alignment)하여, 반도체 웨이퍼 상에 패턴을 형성한다. 반도체 웨이퍼 상의 패턴은 레티클 상의 이미지 패턴에 대응한다.The present invention relates to a refractive index lithography exposure apparatus for forming an image pattern on a semiconductor wafer. In particular, the present invention is a refraction lithography system that includes a reticle optical group, a beam splitter, an aspheric mirror optical group, a folding mirror, and a semiconductor wafer optical group. The light beam is transmitted to the beam splitter cube through an image pattern formed on the reticle and reflected by the aspherical mirror. The aspherical mirror reflects the light beam back through the beam splitter cube. A quarter wave plate disposed in the optical path between the aspheric mirror and the beam splitter cube changes the polarization of the light incident on the beam splitter cube. After passing through the beam splitter cube, the folding mirror disposed adjacent to the beam splitter cube reflects the light beam. Another quarter phase plate disposed in the optical path between the folding mirror and the beam splitter cube changes the polarization of the light incident on the beam splitter cube. The light beam is then reflected onto the wafer optical group by the beam splitter cube. The wafer optical group enlarges, focuses, and / or aligns the light beam to form a pattern on the semiconductor wafer. The pattern on the semiconductor wafer corresponds to the image pattern on the reticle.
본 발명의 일실시예에서, 배플 플레이트(baffle plate)가 빔 스플리터 큐브 및 웨이퍼 광학 그룹 사이에 삽입된다. 배플 플레이트는 빔 스플리터 큐브 내의 내부 반사의 결과로서 발생된 배경 산란 광(background scattered light)을 흡수한다. 배경 산란 광은, 빔 스플리터 큐브를 통과하고 빔 스플리터 큐브 표면에서 반사한 광빔의 결과로서 발생된다. 또한, 배플 플레이트는 배경 산란 광을 거의 흡수하고 그것을 빔 스플리터 큐브로 반사시키지 않는다. 또한, 배플 플레이트는 상기 시스템 상에서 광이 빗나가는 효과를 저감하는 불투명 차폐물(opague shield)을 포함한다. In one embodiment of the invention, a baffle plate is inserted between the beam splitter cube and the wafer optical group. The baffle plate absorbs background scattered light generated as a result of internal reflection in the beam splitter cube. Background scattered light is generated as a result of the light beam passing through the beam splitter cube and reflecting off the beam splitter cube surface. In addition, the baffle plate absorbs almost no background scattered light and reflects it into the beam splitter cube. The baffle plate also includes an opague shield that reduces the effects of light deflection on the system.
본 발명의 또다른 실시예에서, 빔 스플리터 큐브는 스페이서 플레이트에 의해 분리된 2개의 광학 프리즘 절반을 포함한다. 스페이서 플레이트의 폭은 물체 평면 빔과 웨이퍼 평면 빔의 이미지 축 사이에 생성된 오프셋의 변수이다. 물체 평면 빔은 물체 평면으로부터 광학계의 레티클 그룹을 통과한다. 웨이퍼 평면 빔은 웨이퍼 그룹을 통과한다. 스페이서 플레이트의 폭은 물체 평면 빔과 웨이퍼 평면 빔의 이미지 축 사이의 소망의 오프셋량에 의존한다. 폭은 일실시예에서 0(즉, 2개의 광학 프리즘 절반의 광학 표면이 광학적으로 접촉되는 것)일 수 있거나, 또는 다른 실시예에서 변경될 수 있다. 스페이서 플레이트의 폭은 배플 플레이트 및 웨이퍼 그룹에 입사하는 배경 산란 광의 양을 결정한다. 스페이서 플레이트는 빔 스플리터 큐브의 광학 프리즘 절반과 유사한 광학 재료로 제조될 수 있다. 또한, 다른 실시예에서, 빔 스플리터 큐브는 복수의 스페이서 플레이트에 의해 분리된 2개의 광학 프리즘 절반을 포함한다. 복수의 스페이서 플레이트는 복굴절을 좀 더 효율적으로 보정한다.In another embodiment of the invention, the beam splitter cube comprises two optical prism halves separated by spacer plates. The width of the spacer plate is a variable of the offset created between the image axis of the object plane beam and the wafer plane beam. The object plane beam passes through the reticle group of optics from the object plane. The wafer planar beam passes through the wafer group. The width of the spacer plate depends on the desired offset amount between the image plane of the object plane beam and the wafer plane beam. The width may be zero in one embodiment (ie, the optical surface of two optical prisms halves are in optical contact) or may be changed in other embodiments. The width of the spacer plate determines the amount of background scattered light incident on the baffle plate and the wafer group. The spacer plate may be made of an optical material similar to the optical prism half of the beam splitter cube. In another embodiment, the beam splitter cube also includes two optical prism halves separated by a plurality of spacer plates. The plurality of spacer plates corrects birefringence more efficiently.
본 발명의 시스템 및 방법은 비교적 균일한 열 분배를 제공한다. 빔 스플리터 큐브를 통한 이중 통과를 허용함으로써, 본 발명은 광이 시스템을 통과함으로써 발생된 열을 대칭적으로 분배한다. 이것은 열적 보상 시스템의 부담을 저감시킨다.The systems and methods of the present invention provide a relatively uniform heat distribution. By allowing double passage through the beam splitter cube, the present invention symmetrically distributes the heat generated as light passes through the system. This reduces the burden on the thermal compensation system.
또한, 본 발명의 시스템 및 방법을 이용하여, 레티클 광학 그룹을 통과한 광은 짝수회 폴딩(folding)된다. 이것은 이미지 미러링을 유발하지 않고 반도체 웨이퍼 상의 부적절한 플립 이미지 형성을 방지한다.In addition, using the systems and methods of the present invention, the light passing through the reticle optical group is folded evenly. This prevents improper flip image formation on the semiconductor wafer without causing image mirroring.
본 발명의 다양한 실시예의 구조 및 동작 뿐만 아니라 본 발명의 다른 특징 및 이점은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 더 상세하게 설명된다.Other features and advantages of the present invention, as well as the structure and operation of various embodiments of the present invention, are described in more detail below with reference to the accompanying drawings.
여기에 결합되고 본 명세서의 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명을 예시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하고 당업자가 본 발명을 제조하고 사용할 수 있도록 한다.The accompanying drawings, which are incorporated herein and form part of this specification, illustrate the invention, illustrate the principles of the invention in conjunction with the description, and enable one of ordinary skill in the art to make and use the invention.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 도면에서, 동일한 참조번호는 동일하거나 기능적으로 유사한 소자를 가리킨다. 또한, 참조 번호의 최좌측 숫자는 참조 번호가 처음 나타난 도면을 나타낸다.The invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the drawings, like reference numerals refer to the same or functionally similar elements. Further, the leftmost digit of the reference number indicates the figure in which the reference number first appears.
내용의 표Table of contents
1. 개요1. Overview
2. 전문 용어2. Jargon
3. 빔 스플리터 광학계 설계3. Beam splitter optics design
a. 스페이서 플레이트가 없는 빔 스플리터 광학계 설계a. Beam splitter optics design without spacer plate
b. 스페이서 플레이트가 없는 빔 스플리터 광학계 설계의 이미지 경로b. Image path in beam splitter optics design without spacer plate
c. 스페이서 플레이트가 있는 빔 스플리터 광학계 설계c. Beam splitter optics design with spacer plate
d. 스페이서 플레이트가 있는 빔 스플리터 광학계 설계의 이미지 경로d. Image path in beam splitter optics design with spacer plate
4. 결론4. Conclusion
본 발명은 특정 응용예에 대한 예시적인 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아님을 이해하여야 할 것이다. 여기에 제공된 기술에 근접하는 기술에 숙련된 자는 그 범위내의 추가의 변경, 응용 및 실시예와, 본 발명이 매우 유용한 추가의 분야를 인식할 것이다.While the invention has been described with reference to exemplary embodiments for particular applications, it should be understood that the invention is not so limited. Those skilled in the art close to the techniques provided herein will recognize further modifications, applications, and embodiments within the scope and further fields in which the present invention is very useful.
1. 개요1. Overview
본 발명은 이미지 플립이 없는 고품질 이미지를 투영하는 반사굴절 노광 광학계를 이용한 리소그래피 시스템 및 방법에 관한 것이다. 본 발명은 반도체의 좀더 효율적이고 시기적절한 생성을 허용한다.The present invention relates to a lithographic system and method using refractive exposure optics for projecting a high quality image without image flips. The present invention allows for more efficient and timely generation of semiconductors.
도 1은 본 발명이 구현될 수 있는 예시적인 환경을 도시한다. 광(102)의 공간 코히어런스를 변경하지 않고 광원(예를 들어, 레이저; 104)로부터 방사된 광(102)를 확장하고 실질적으로 스페클(speckle) 패턴을 제거하는 시스템(100)이 도 1에 도시된다. 레이저(104)는 엑시머, 딥(deep) UV 엑시머 레이저 등일 수 있다. 광(102)은 빔 컨디셔너(108)에 의해 수신된다. 빔 컨디셔너(108)는 조명 광학계(110)로 광을 출력하여, 마스크 또는 레티클(112)을 통한 광을 투영 광학계(114)를 거쳐서 기판(116) 상에 전송하도록 한다. 이 시스템의 일실시예는 리소그래피 시스템 등일 수 있다.1 illustrates an example environment in which the present invention may be implemented. A
2. 전문 용어2. Jargon
본 발명을 좀 더 명료하게 설명하기 위하여, 본 명세서 전반에 걸쳐 가능한한 일관성있게 다음의 용어 정의를 고수할 것이다.To explain the invention more clearly, the following term definitions will be adhered to as consistently as possible throughout this specification.
"비구면 미러(aspheric mirror)"는 비구면 표면을 갖는 미러이다. 미러의 비구면 표면은 구면 표면의 반사 동작에 대해 입사 전자 에너지 파면(incident electromagnetic energy wavefront)을 선행시키거나 지연시키기 위하여 반사굴절 광학 시스템(catadioptric optical system)에 사용된다. An "aspheric mirror" is a mirror having an aspheric surface. The aspherical surface of the mirror is used in a catadioptric optical system to precede or retard an incident electromagnetic energy wavefront with respect to the reflective behavior of the spherical surface.
"빔 스플리터(beam splitter)"는 빔을 둘 이상의 별개의 빔으로 분리하는 광학 장치이다. 간단한 빔 스플리터는 빔의 일부를 다른 방향으로 전환하도록 하는 각으로 빔에 삽입된 매우 얇은 유리 시트일 수 있다. 좀더 복잡한 유형은 그들의 사변(hypotenuse)에 함께 결합된 2개의 직각 프리즘으로 구성된다. 하나의 프리즘의 결합된 면은, 결합되기 전에, 반사 및 소망 칼라의 비율에서 소망의 반사 특성 을 갖는 금속 또는 유전체층으로 코팅된다. 칼라 텔레비전 카메라에서, 예를 들어, 다층막이 계면 상에 배치되어, 적색 및 녹색 광을 2개의 비디콘으로 전환시키고 청색 이미지를 제 3 비디콘 튜브(vidicon tube)를 통과시키는 3-웨이 빔 스플리팅 프리즘(three-way beam splitting prism)이 사용된다. 리소그래피 시스템에서, 빔 스플리터는 빔 스플리터와 동일 극성을 갖는 광을 통과시키고 빔 스플리터와 다른 극성을 갖는 광을 반사시킬 수 있다.A "beam splitter" is an optical device that splits a beam into two or more separate beams. A simple beam splitter may be a very thin sheet of glass inserted into a beam at an angle that causes part of the beam to divert in another direction. More complex types consist of two right-angled prisms coupled together in their hypotenuse. The bonded side of one prism is coated with a metal or dielectric layer having the desired reflective properties at a ratio of reflection and desired color, before being bonded. In color television cameras, for example, a three-way beam split is disposed on the interface, converting red and green light into two beacons and passing a blue image through a third vidicon tube. Three-way beam splitting prism is used. In a lithography system, the beam splitter can pass light having the same polarity as the beam splitter and reflect light having a different polarity than the beam splitter.
"반사굴절 광학 시스템(catadioptric optical system)"은 반사 및 굴절을 사용하여 초점능(focal power)이 달성되는 광학 시스템을 의미한다. 반사굴절 광학 시스템의 렌즈 및 미러의 상대적 초점능(power)이 시스템에 따라 변화하지만, 이러한 시스템은 일반적으로 0 또는 거의 0의 초점능의 굴절 표면과 결합하여 반사 표면을 사용함으로써 상당한 정도의 시스템 초점능을 얻는다는데 특징이 있다. 이들 시스템은 수차 특성(aberrational characteristics)을 개선한 이미지를 생성한다.By "catadioptric optical system" is meant an optical system in which focal power is achieved using reflection and refraction. Although the relative power of the lenses and mirrors of a refraction optical system varies from system to system, such systems typically use a reflective surface in combination with a zero or nearly zero focusing power refractive surface to achieve a significant amount of system focus. It is characterized by gaining ability. These systems produce images that improve aberrational characteristics.
"중간 이미지(intermediate image)"는 광학 시스템의 최종 초점면 이전에 형성된 이미지이다.An "intermediate image" is an image formed before the final focal plane of the optical system.
"1/4 위상판(quarter wave plate)"는 1/4 주기의 위상차가 광이 통과하는 정상 alc 비정상 소자들 사이에서 형성되는 굴절률차와 두께를 갖는 이중 굴절 결정(double-refracting crystal)으로 제조된 플레이트이다.A "quarter wave plate" is made of a double-refracting crystal having a thickness and a refractive index difference formed between normal alc abnormal elements through which a quarter period of phase difference passes light. Plate.
"레티클(reticle)"은, 기구를 지시하고 타겟 특성을 측정하는 것을 돕는 패턴을 포함하는 이미지 평면에 위치한 광학 소자이다. 이것은 한쌍의 교차선 또는 복합 패턴과 같이 간단할 수 있다. 반도체 패턴 발생에 있어서, 집적 회로의 이미 지를 담고 있는 유리 또는 석영 기판이다.A "reticle" is an optical element located in the image plane that contains a pattern that directs the instrument and helps to measure target properties. This can be as simple as a pair of intersecting lines or a composite pattern. In semiconductor pattern generation, it is a glass or quartz substrate that contains the image of the integrated circuit.
"웨이퍼(wafer)"는 랩핑(lapping)되거나 연마된 정제된 표면을 갖는 단결정, 퓨즈, 다결정, 비정질 재료의 잉곳으로부터 절단된 단면 슬라이스이다. 웨이퍼는 전자 장치 제조를 위한 기판 또는 광학계로서 사용된다. 일반적으로 웨이퍼는 실리콘, 석영, 갈륨, 비화물(arsenide) 또는 인듐 포스파이드(indium phosphide)로 제조된다. "웨이퍼" 및 "기판"의 용어는 본 명세서에서 상호 교환 가능하게 사용된다.A "wafer" is a sectional slice cut from an ingot of single crystal, fuse, polycrystalline, amorphous material having a refined surface that is wrapped or polished. Wafers are used as substrates or optics for manufacturing electronic devices. Typically, wafers are made of silicon, quartz, gallium, arsenide or indium phosphide. The terms "wafer" and "substrate" are used interchangeably herein.
3. 빔 스플리터 광학계 설계3. Beam splitter optics design
a. 스페이서 플레이트가 없는 빔 스플리터 광학계 설계a. Beam splitter optics design without spacer plate
도 2a는 스페이서 플레이트가 없는 빔 스플리터 큐브를 갖는 본 발명의 실시예를 나타낸다. 도 2b는 스페이서 플레이트가 있는 빔 스플리터 큐브를 갖는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸다. 도 3a는 도 2a 실시예의 광빔의 이동 경로를 나타낸다. 도 3b는 도 2b 실시예의 광빔 이동 경로를 나타낸다.2A shows an embodiment of the present invention having a beam splitter cube without a spacer plate. 2b shows another embodiment of the present invention having a beam splitter cube with a spacer plate. FIG. 3A shows the travel path of the light beam of the FIG. 2A embodiment. 3B shows the light beam travel path of the FIG. 2B embodiment.
도 2a는 본 발명의 실시예에 따른 반사굴절 시스템(200)을 나타낸다. 반사굴절 시스템(200)은 레티클 광학 그룹(210), 빔 스플리터(220), 비구면 미러 광학 그룹(230), 폴딩 미러(folding mirror; 225), 배플 플레이트(250), 웨이퍼 광학 그룹(240) 및 복수의 1/4 위상판(202(a, b, c, d))를 갖는다.2A illustrates a reflective
레티클 광학 그룹(210)은 빔 스플리터 큐브(220)에 인접한다. 웨이퍼 광학 그룹(240)은 또한 빔 스플리터 큐브(220)에 인접한다. 레티클 광학 그룹(220)은 빔 스플리터 큐브(220)가 레티클 광학 그룹(210)과 웨이퍼 광학 그룹(240)을 분리 하도록 웨이퍼 광학 그룹(240)의 맞은 편에 있다. The reticle
비구면 미러 광학 그룹(230)은 빔 스플리터 큐브(220)에 인접한다. 폴딩 미러(225)도 또한 빔 스플리터 큐브(220)에 인접한다. 비구면 미러 광학 그룹(230)은 빔 스플리터 큐브(220)가 비구면 미러 광학 그룹(230) 및 폴딩 미러(225)를 분리하도록 폴딩 미러(225)의 맞은 편에 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 레티클 광학 그룹(210)과 웨이퍼 광학 그룹(240)은 동일 광축 상에 있다. 또한, 비구면 미러 광학 그룹(230)과 폴딩 미러(225)는 동일 광축 상에 있다. 그러나, 레티클 광학 그룹(210)과 웨이퍼 광학 그룹(240)의 광축은 비구면 미러 광학 그룹(230)과 폴딩 미러(225)의 광축과 다를 수 있다(도 3a 참조). 반사굴절 시스템(200)의 각각의 광학 물체의 다른 구성이 가능함은 당업자에게 명백한 것이다.Aspheric mirror
레티클 광학 그룹(210)은 레티클(201), 1/4 위상판(202a) 및 레티클 렌즈(203)를 포함한다. 1/4 위상판(202a)는 레티클(201)과 레티클 렌즈(203) 사이에 배치된다. 레티클 렌즈(203)는 빔 스플리터 큐브(220)에 인접한다. 일실시예에서, 레티클 렌즈(203)는 양 또는 음의 굴절능을 가질 수 있다.The reticle
비구면 미러 광학 그룹(230)은 비구면 미러(231), 제 1 비구면 미러 렌즈(232) 및 제 2 비구면 미러 렌즈(233)를 포함한다. 제 1 비구면 미러 렌즈(232)는 비구면 미러(231) 및 제 2 비구면 미러 렌즈(233) 사이에 있다. 일실시예에서, 제 1 비구면 미러 렌즈(232)는 양의 굴절능을 가지며 제 2 비구면 미러 렌즈(233)는 음의 굴절능을 갖는다. 1/4 위상판(202b)는 비구면 미러 광학 그룹(230) 및 빔 스플리터 큐브(220)를 분리한다. 1/4 위상판(202b)는 제 2 비구 면 미러 렌즈(233) 및 빔 스플리터 큐브(220)에 인접한다. 일실시예에서, 비구면 미러(231)는 오목 미러이다.The aspheric mirror
1/4 위상판(202d)는 폴딩 미러(225) 및 빔 스플리터 큐브(220)를 분리한다. 일실시예에서, 폴딩 미러(225)는 플랫 미러이다. 또다른 실시예에서, 폴딩 미러는 광학능(optical power)을 갖는 미러이다.The
웨이퍼 광학 그룹(240)은 복수의 웨이퍼 그룹 렌즈(242(a, b, …, m))를 갖는다. 웨이퍼 그룹 렌즈(242(a, b, …, m))는 반도체 웨이퍼(241) 및 빔 스플리터 큐브(220) 사이에 배치된다. 일실시예에서, 웨이퍼 그룹 렌즈(242(a, b, …, m))는 다른 굴절능을 갖는다. 즉, 어떤 웨이퍼 그룹 렌즈는 양의 굴절능을 가지며 어떤 웨이퍼 그룹 렌즈는 음의 굴절능을 갖는다. 예를 들어, 웨이퍼 그룹 렌즈(242a)는 양의 굴절능을 가지며, 웨이퍼 그룹 렌즈(242i)는 음의 굴절능을 갖는다.Wafer
배플 플레이트(250)와 1/4 위상판(202c)은 웨이퍼 광학 그룹(240)으로부터 빔 스플리터 큐브(220)를 분리한다. 배플 플레이트(250)는 빔 스플리터 큐브(220) 및 1/4 위상판(202c)에 인접한다. 1/4 위상판(202c)은 웨이퍼 광학 그룹(240)의 렌즈(242a) 및 배플 플레이트(250)에 인접한다.
빔 스플리터 큐브(220)는 도 2a에 도시된 바와 같이 제 1 프리즘(221) 및 제 2 프리즘(222)을 포함한다. 제 1 프리즘(221)은 제 2 프리즘(222)에 인접한다. 또한, 제 1 프리즘(221)은 1/4 위상판(202b)과 레티클 렌즈(203)에 인접한다. 반면, 제 2 프리즘(222)은 1/4 위상판(202d)과 배플 플레이트(250)에 인접한다. 제 1 프리즘(221)은 제 1 광학 표면(280a)을 포함한다. 제 2 프리즘(222)은 제 2 광학 표면(280b)을 포함한다. 제 1 광학 표면(280a)은 제 2 광학 표면(280b)에 인접한다.The
본 발명의 일실시예에서, 레티클 광학 그룹(210)의 1 기능은 광 빔을 최초로 처리하는 것이다. 레티클(201) 상에 형성된 이미지 패턴은 반도체 웨이퍼(241) 상에 형성될 이미지 패턴이다. 레티클 광학 그룹(210)은 레티클(201)을 통해 입사한 광을 포커싱, 확대 및/또는 정렬한다.In one embodiment of the invention, one function of the reticle
빔 스플리터 큐브(220)는 편광 미러이다. 따라서, 빔 스플리터 큐브(220)와 동일한 극성을 갖는 광은 빔 스플리터 큐브를 통과하지만, 극성이 다른 광은 빔 스플리터 큐브에서 반사된다. 또한, 광이 1/4 위상판(202(a, b, c, d))과 동일한 극성은 가지면, 광은 빔 스플리터 큐브(220)에 입사되고 출사될 수 있다. 빔 스플리터 큐브가 제 2 프리즘(222)에 인접한 제 1 프리즘(221)을 포함하므로, 스넬 법칙(Snell's Law)(즉, 입사각은 반사각과 동일하다)에 의해 광이 비구면 미러 광학 그룹(230)으로 직접 반사된다.
비구면 미러(231)는 빔 스플리터 큐브(220)에 의해 반사된 입력 이미지의 크기를 증가시킨다. 비구면 미러(231) 및 빔 스플리터 큐브(220) 사이의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(202b)은 빔 스플리터 큐브(220)에 의해 반사된 입력 이미지를 전달하는 광의 극성을 역전시킨다. 극성의 변화때문에, 광은 빔 스플리터 큐브(220)로 입사하여 통과한다. 비구면 미러(231)는 본 발명의 기술에 숙련된 자에게 공지된 방법으로 이들 작업 뿐만 아니라 다른 임의의 잠재적인 작업을 수행한 다.
폴딩 미러(225)는, 비구면 미러(231)에 의해 반사되고 빔 스플리터 큐브(220)를 통과한 광을 수신한다. 폴딩 미러(225)와 빔 스플리터 큐브(220) 사이의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(202d)은 광의 극성을 역전시키고 그 광을 빔 스플리터 큐브(220)로 다시 반사시킨다. 일실시예에서, 폴딩 미러(225)는 임의의 광학능이 없는 플랫 미러이다. 다른 실시예에서, 폴딩 미러(225)는 광학능을 가지며 또한 빔 스플리터 큐브(220)로부터 들어오는 광을 확대 및/또는 정렬한다.
배플 플레이트(250)는 광이 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 누설되는 것을 방지한다. 빔 스플리터 큐브(220)에 입사하는 광은 빔 스플리터 큐브(220)내의 많은 광학 표면(예를 들어, 제 1 광학 표면(280a) 및 제 2 광학 표면(280b))에 의해 반사된다. 광은 임의의 광축을 따라 반사한다. 그러나, 어떤 광은 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 산란되고 광축을 따라 반사되지 않는다. 이것은, 반도체 웨이퍼(241)에서의 이미지 형성에 왜곡을 발생시키는 배경 산란 광을 생성한다. 배플 플레이트(250)는 이러한 배경 산란 광을 흡수, 필터링, 차단 또는 방지한다. 배플 플레이트(250)는 배경 산란 광이 반도체 웨이퍼(242)에서의 이미지 형성에 왜곡을 발생시키는 것을 방지한다. 배플 플레이트(250)는 빔 스플리터 큐브(220)내의 내부 반사로부터 발생된 임의의 배경 산란 광을 흡수한다. 광이 반사굴절 시스템(200)내의 여러가지 광학 표면(예를 들어, 제 1 광학 표면(280a), 제 2 광학 표면(280b) 및 그 외)에 의해 반사될 때 2개의 이미지가 배플 플레이트(250)에 형성된다. 제 1 이미지는 레티클(201) 상에 형성된 이미지 패턴의 집광 이미지가다. 제 2 이미지는 레티클(201) 상에 형성된 이미지 패턴의 (배경 산란 광에 의해 발생된) 확산 이미지이다. 집광 이미지는 소망의 이미지이고 확산 이미지는 바람직하지 않은 이미지이다. 그러므로, 반도체 웨이퍼(241) 상의 이미지 왜곡을 방지하기 위하여, 배플 플레이트(250)는 확산 이미지를 흡수하고 집광 이미지를 웨이퍼 그룹(240)에 전달한다. 일실시예에서, 배플 플레이트(250)는 광을 흡수할 수 있는 임의의 공지된 재료로 이루어진다.The
도 4는 개구(251)를 갖는 배플 플레이트를 나타낸다. 개구(251)는 레티클(201) 상에 형성된 패턴의 집광 이미지를 전달하는 광빔을 통과시킨다. 배플 플레이트(250) 상의 개구(251)의 크기, 형상 및 위치는 응용예에 의해 특정된다. 또한, 배플 플레이트(250)의 크기 및 형상 또한 응용예에 의해 특정된다. 배플 플레이트(250)는 임의의 금속, 플라스틱, 또는 실질적으로 모든 파장의 배경 산란 광을 흡수, 필터링, 차단 또는 방지할 수 있는 임의의 다른 재료로 제조될 수 있다. 배플 플레이트(250)의 다른 실시예가 가능함을 당업자는 이해할 것이다. 다른 실시예에서, 개구(252)의 크기는 30mm×26mm이다.4 shows a baffle plate having an
도 2a로 다시 되돌아가면, 본 실시예의 반사굴절 시스템(200)은 동일 광축(271) 상에 레티클 그룹(210), 빔 스플리터 큐브(220) 및 웨이퍼 그룹(240)을 갖는다. 이것은 반도체 웨이퍼(241) 상에 형성된 최종 이미지에 영향을 준다. 또한, 이들 광학 그룹은 동일한 광축(271) 상에 위치하므로, 레티클(210)로부터 나온 광이 빔 스플리터 큐브(220)에 의해 반사되지 않고 직접 빔 스플리터 큐브(220)를 통과하여 웨이퍼 광학 그룹(240) 상에 전달될 가능성이 있다. 따라서, 이 광은 반 도체 웨이퍼(241) 상에 형성된 이미지에 왜곡을 생성하는 배경 산란 광(상술함)을 포함한다. 그러므로, 배플 플레이트(250)는 반도체 웨이퍼(241)에 도달하는 이 배경 산란 광의 양을 최소화한다.Returning back to FIG. 2A, the
웨이퍼 그룹(240)은 빔 스플리터 큐브(220)로부터 집광 이미지를 수신한다. 일실시예에서, 웨이퍼 그룹(240)의 렌즈(242(a, b, …, m))는 이미지를 확대 및 정렬시킨다. 렌즈(242)는 다양한 굴절능을 가질 수 있다. 확대 및/또는 정렬된 광은 레티클(201) 상의 이미지 패턴과 동일한 패턴을 반도체 웨이퍼(241) 상에 형성한다.
b. 스페이서 플레이트가 없는 빔 스플리터 광학계 설계의 이미지 경로b. Image path in beam splitter optics design without spacer plate
도 3a는 반사굴절 시스템(200)의 도 2a 실시예의 광빔 경로를 나타낸다. 이 실시예에서, 광은 레티클(201)을 통해 입사하여 렌즈(310)의 레티클 그룹을 통과한다. 광(301)은 렌즈(310)의 레티클 그룹에 의해 확대, 포커싱 및/또는 정렬된다. 도 2a의 레티클 광학 그룹(210)은 레티클(210)과 렌즈(310)의 레티클 그룹을 포함한다.FIG. 3A illustrates the light beam path of the FIG. 2A embodiment of the
다음으로, 광(301)은 빔 스플리터 큐브(220)의 제 1 프리즘(221)에 입사한다. 빔 스플리터 큐브(220)는 광(301)을 반사시킨다. 특히, 제 1 프리즘(221)의 제 1 광학 표면(280a)은 광(301)을 반사시킨다. 비구면 미러 광학 그룹(230)은 반사된 광(302)을 수신한다. 비구면 미러(231) 및 빔 스플리터 큐브(220) 사이의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(202b; 도 3a에는 도시되지 않음)은 광(302)의 편광을 변경시킨다. 비구면 광학 그룹(230)의 광학 물체는 또한 비구면 미러(231)가 광(302)을 반사시키기 전에 광을 포커싱, 확대 및/또는 정렬한다.Next, light 301 is incident on the
편광 변경후, 편광된 광(303)은 빔 스플리터 큐브(220)로 되돌아간다. 비구면 미러 광학 그룹(230)의 광학 물체는 광(303)이 빔 스플리터 큐브(220)에 입사하기 전에 편광된 광(303)에 의해 표시되는 이미지를 확대 및/또는 정렬한다. 광(303) 및 빔 스플리터 큐브(220)는 동일한 극성을 가지므로, 편광된 광(303)은 빔 스플리터 큐브(220)를 통과한다. After the polarization change, the
폴딩 미러(225)는, 편광되고 집광된 광(303)을 수신하고, 그 광을 빔 스플리터 큐브(220)로 다시 반사시킨다. 폴딩 미러(225) 및 빔 스플리터 큐브(220) 사이의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(202d; 도 3a에는 도시되지 않음)는 광(303)의 극성을 역전시키고 그 광을 편광된 광(304)으로서 반사시킨다. 편광된 광(304)은 빔 스플리터 큐브(220)의 제 2 프리즘(222)과 동일한 극성을 갖는다. 제 2 프리즘(222)은 웨이퍼 그룹(340) 및 반도체 웨이퍼(241)를 향하여 광(304)를 반사시킨다. 특히, 제 2 프리즘(222)의 제 2 광학 표면(280b)은 광(304)을 반사시킨다. 광빔(304)은 광빔(305)이 된다.
제 2 프리즘(222)에 의해 반사된 후, 광(305)은 배플 플레이트(250)를 통과한다. 광(305)은 중간 이미지(299; 도 2a에 도시)를 형성한다. 중간 이미지(299)는 광(305)이 배플 플레이트(250)를 통과하기 전에 형성된다. 광빔(305)은 집광 이미지 및 레티클(201) 이미지 패턴의 확산 이미지를 전달한다. 배플 플레이트(250)를 통과한 후, 배플 플레이트(250)는 확산 이미지를 제거하고 집광 이미지를 전달하는 광(306)을 통과시킨다. 배플 플레이트(250)는 빔 스플리터 큐 브(220)내의 임의의 배경 산란 광을 흡수한다.After being reflected by the
광(306)은 웨이퍼 광학 그룹(340)을 통과하고, 웨이퍼 광학 그룹(340)내의 광학 물체에 의해 더 포커싱, 확대 및/또는 정렬된다. 광빔(306)은 포커싱, 확대, 및/또는 정렬된 광빔(307)이 된다. 포커싱, 확대 및/또는 정렬된 광(307)은 반도체 웨이퍼(241) 상에 이미지 패턴을 형성한다. 반도체 웨이퍼(241) 상의 이미지 패턴은 레티클(201) 상에 형성된 이미지 패턴과 동일하다.
이 설계의 이점은 반사굴절 시스템(200)의 광학 물체(즉, 레티클 광학 그룹(210), 빔 스플리터 큐브(220), 비구면 미러 광학 그룹(230) 등)가 광을 짝수회 반사시키는 것이다. 이것은 이미지 미러링(mirroring)의 가능성을 제거한다. 처음에, 제 1 프리즘(221)은 레티클(201)을 통과한 광을 반사시킨다. 비구면 미러(231)는 두번째로 광을 반사시키고 그 광을 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 폴딩 미러(225)로 향하도록 한다. 폴딩 미러(225)는 세번째로 광을 빔 스플리터 큐브(220)의 제 2 프리즘(222)로 반사시킨다. 제 2 프리즘(222)은 네번째로 광을 웨이퍼 광학 그룹(340)과 반도체 웨이퍼(241)로 반사시킨다. 광이 짝수회 반사되므로, 반도체 웨이퍼(241) 상에 형성된 이미지 패턴이 미러링되지 않는다.The advantage of this design is that the optical objects of the refraction system 200 (ie, reticle
c. 스페이서 플레이트를 갖는 빔 스플리터 광학계 설계c. Beam Splitter Optics Design with Spacer Plate
도 2b는 반사굴절 시스템(200)의 또다른 실시예를 나타낸다. 도 2b는 레티클 광학 그룹(210), 비구면 미러 광학 그룹(230), 빔 스플리터 큐브(220), 폴딩 미러(225), 배플 플레이트(250), 및 웨이퍼 광학 그룹(240) 및 1/4 위상판(202 (a, b, c, d))를 도시한다. 레티클 그룹(210), 비구면 미러 광학 그룹(230), 폴딩 미 러(250), 및 웨이퍼 광학 그룹(240)의 구성요소 및 기능은 도 2a 실시예와 유사하다.2B illustrates another embodiment of a
도 2b로 되돌아가서, 빔 스플리터 큐브(220)는 제 1 프리즘(221), 스페이서 플레이트(223) 및 제 2 프리즘(222)을 포함한다. 스페이서 플레이트(223)는 제 1 프리즘(221)과 제 2 프리즘(222)을 분리시킨다. 레티클 그룹(210)은 제 1 프리즘(221)에 인접한다. 레티클 그룹 렌즈(203)는 제 1 프리즘(221)에 인접한다. 비구면 미러 광학 그룹(230)은 제 1 프리즘(221)에 인접한다. 폴딩 미러(225)는 제 2 프리즘(222)에 인접한다. 배플 플레이트(250)는 스페이서 플레이트(223)에 인접한다. 웨이퍼 광학 그룹(240)은 제 2 프리즘(222)에 인접한다. 일실시예에서, 스페이서 플레이트(223)는 제 1 프리즘(221) 및 제 2 프리즘(222)과 동일한 광학 재료로 제조될 수 있다.Returning to FIG. 2B, the
스페이서 플레이트(223)는 레티클 광학 그룹(210)의 축(272a)과 웨이퍼 광학 그룹(240)의 축(272b) 사이의 오프셋을 생성한다. 도 2a와 비교하여, 레티클 광학 그룹(210) 및 웨이퍼 광학 그룹(240)에 대한 단일 축(271)은 없다. 그러므로, 스페이서 플레이트(223)는 빔 스플리터 큐브(220)내의 배경 산란 광의 일부를 제거한다.
또한, 스페이서 플레이트(223)는 2개의 별개의 빔 스플리터 표면(281a, 281b)을 갖는다. 제 1 빔 스플리터 표면(281a)은 제 1 프리즘(221)내에 있다. 제 2 빔 스플리터 표면(281b)은 제 2 프리즘(222)내에 있다. 스페이서 플레이트(223)의 제 1 빔 스플리터 표면(281a)은 스페이서 플레이트(223)의 제 2 빔 스플리터 표 면(281b)에 인접하지 않는다. 이것은 제 1 광학 표면(280a)이 제 2 광학 표면(280b)에 인접하는 도 2a의 실시예와 다르다. 도 2b에서, 광은 빔 스플리터 큐브(220)내의 상이한 2개의 표면에서 반사한다. 이것은 광이 제 1 광학 표면(280a) 및 제 2 광학 표면(280b)에서 반사하는 도 2a 실시예와 다르다.
스페이서 플레이트(223)가 레티클 광학 축(272a)과 웨이퍼 광학 축(272b) 사이의 오프셋을 생성하므로, 광이 레티클 광학 그룹(210)으로부터 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 웨이퍼 광학 그룹(240)으로 직접 전달될 때 배경 산란 광의 발생 방지를 돕는다. 스페이서 플레이트(223)의 폭은 레티클 광학 그룹(210)으로부터 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 웨이퍼 광학 그룹(240)으로 전달되도록 허용된 광량에 따라 변경되거나 미리 결정될 수 있다. 따라서, 스페이서 플레이트(223)가 넓을수록, 빔 스플리터 큐브(220)내의 광학 표면을 반사하지 않고 빔 스플리터 큐브(220)를 직접 통과하도록 허용된 광량이 적다. 스페이서 플레이트(223)가 협소할수록, 빔 스플리터 큐브(220)를 직접 통과하도록 허용된 광량은 많다. 따라서, 스페이서 플레이트(223)의 폭은 응용예에 따라 특정된다. 즉, 레티클 광학 그룹(210)으로부터 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 웨이퍼 광학 그룹(240)으로 직접 전달되는 설계자가 원하는 광량에 의존한다. Since the
스페이서 플레이트(223)는 빔 스플리터 큐브(220)를 집적 통과하는 배경 산란 광량을 제어하지만, 레티클 광학 그룹으로부터 나온 광이 추가의 배경 산란 광을 발생시킨다. 추가의 배경 산란 광은 빔 스플리터 큐브(220)내의 내부 반사에 의해 발생된다. 빔 스플리터 큐브(220)내의 내부 반사 때문에, 배경 산란 광은 상 술한 바와 같이 광이 웨이퍼 광학 그룹(240)으로 입사하기 전에 배플 플레이트(250)에서 확산 이미지를 형성한다.
다른 실시예에서, 스페이서 플레이트(223)는 복수의 스페이서 플레이트를 포함할 수 있다. 복수의 스페이서 플레이트는 다층 구성을 가질 수 있으며 제 1 프리즘(221) 및 제 2 프리즘(222)과 유사한 광학 재료로 제조될 수 있다. 또한, 복수의 스페이서 플레이트는 복굴절을 더 양호하게 보정할 수 있다. 이 실시예는 빔 스플리터 큐브(220)로부터 반사된 좀더 코히어런트한 광빔을 생성하고 궁극적으로 웨이퍼 상에 이미지를 생성한다.In other embodiments, the
그러므로, 배플 플레이트(250) 및 스페이서 플레이트(223)의 조합은 빔 스플리터 큐브(220)를 직접 통과한 광량 및 내부 반사에 의해 발생된 빔 스플리터 큐브(220)의 배경 산란 광을 제어한다. 배플 플레이트(250)는 배플 플레이트(250)에서 형성된 임의의 확산 이미지를 차단한다. 배플 플레이트(250)는 배플 플레이트에서 형성된 집광 이미지를 차단하지 않는다.Therefore, the combination of the
일실시예에서, 폴딩 미러(225)는 플랫 미러이다. 또다른 실시예에서, 폴딩 미러(225)는 광학능을 갖는다. 도 2a와 마찬가지로, 이것은 광을 포커싱, 정렬 및/또는 확대한다.In one embodiment, the
d. 스페이서 플레이트를 갖는 빔 스플리터 광학계 설계의 이미지 경로d. Image path of beam splitter optics design with spacer plate
도 3b는 반사굴절 시스템(200)의 도 2b 실시예의 광빔의 이미지 경로를 나타낸다. 도 3b는 레티클(201), 레티클 광학계(301), 스페이서 플레이트(223)를 갖는 빔 스플리터 큐브(220), 비구면 미러 광학 그룹(230), 폴딩 미러(225), 배플 플레 이트(250), 웨이퍼 광학계(340), 및 반도체 웨이퍼(241)를 도시한다. 3B illustrates the image path of the light beam of the FIG. 2B embodiment of the refraction
광빔(301)은 레티클(201) 상의 이미지 패턴을 통해 반사굴절 시스템(200)에 입사하고 레티클 광학(310)을 통과한다. 다음으로, 광빔(301)은 빔 스플리터 큐브(220)의 제 1 프리즘(221)에 입사한다. 제 1 프리즘(221)은 제 1 빔 스플리터 표면(281a)에서 비구면 미러 광학 그룹(230)으로 반사한다. 광빔(301)은 반사된 광빔(302)이 된다.The
비구면 미러 광학 그룹(230)은 광빔(302)을 포커싱, 확대 및/또는 정렬한다. 비구면 미러(231; 도 3b에는 도시하지 않음)는 광빔(302)을 반사시킨다. 비구면 미러(231) 및 빔 스플리터 큐브(22) 사이의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(202b; 도 3b에는 도시하지 않음)은 광(302)의 편광을 변경시킨다. 광빔(302)은 편광된 광빔(313)이 된다.Aspheric mirror
광빔(313)과 빔 스플리터 큐브(220; 제 1 프리즘(221), 스페이서 플레이트(223), 및 제 2 프리즘(222)을 포함)가 동일한 극성을 가지므로, 광빔(313)은 빔 스플리터 큐브(220)를 통과한다. 빔 스플리터 큐브(220)를 통과한 후, 폴딩 미러(225)는 광빔(313)을 빔 스플리터 큐브(220)로 다시 반사시킨다. 폴딩 미러(225) 및 빔 스플리터 큐브(220) 사이의 광 경로에 배치된 1/4 위상판(202d; 도 3b에는 도시하지 않음)은 광빔(313)의 편광을 변경시킨다. 광빔(313)은 편광된 광빔(314)이 된다.Since the
다음으로, 광빔(314)은 빔 스플리터 큐브(220)의 제 2 프리즘(222)에 입사한다. 제 2 프리즘(222)은 제 2 빔 스플리터 표면(281b)에서 웨이퍼 광학(340)으로 광빔(314)을 반사시킨다. 광빔(314)은 반사된 광빔(315)이 된다.Next, the
광빔(315)은 레티클(210) 상에 형성된 이미지 패턴의 집광 이미지 또는 중간 이미지(299; 도 2b)를 나타낸다. 중간 이미지(299)는 광빔(315)이 배플 플레이트(250)를 통과하기 전에 형성되어 웨이퍼 그룹 광학계(340)에 입사한다. 확산 이미지는 배플 플레이트(250)에서 형성된다. 빔 스플리터 큐브(220) 내부 반사로부터 발생된 배경 산란 광은 확산 이미지의 형성을 발생시킨다. 배플 플레이트(250)는 확산 이미지가 웨이퍼 그룹 광학(340)로 입사하는 것을 차단하고 반도체 웨이퍼(241) 상의 이미지에 부정적으로 영향을 주는 것을 차단한다.The light beam 315 represents a focused image or an intermediate image 299 (FIG. 2B) of an image pattern formed on the
또한, 스페이서 플레이트(223)는 레티클 광학 축(272a) 및 웨이퍼 광학 축(272b) 사이의 오프셋을 생성한다. 그러므로, 광빔(301)은 도 2a에 도시된 실시예처럼 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 웨이퍼 광학 그룹(340)에 전달되지 않는다.
도 3b를 다시 참조하면, 웨이퍼 광학계(340)는 또한 광빔(315)을 확대 및/또는 정렬한다. 광빔(315)은 광빔(317)이 된다. 광빔(317)은 레티클(201) 상의 패턴의 좀더 포커싱 및/또는 정렬된 집광 이미지를 나타낸다. 다음으로, 광빔(317)은 반도체 웨이퍼(241) 상에 이미지를 형성한다.Referring again to FIG. 3B,
도 2a 설계와 마찬가지로, 이 설계의 이점은 반사굴절 시스템(200)의 광학 물체(즉, 레티클 광학 그룹(210), 빔 스플리터 큐브(220), 비구면 미러 광학 그룹(230) 등)가 광을 짝수회 반사시키는 것이다. 이것은 이미지 미러링의 가능성을 제거한다. 제 1 프리즘(221)은 첫번째로 레티클(201)을 통과한 광을 반사시킨다. 비구면 미러(231)는 두번째로 광을 반사시키고 그 광을 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 폴딩 미러(225)로 향하도록 한다. 폴딩 미러(225)는 세번째로 광을 빔 스플리터 큐브(220)의 제 2 프리즘으로 다시 반사시킨다. 제 2 프리즘(222)은 네번째로 광을 웨이퍼 광학 그룹(340)과 반도체 웨이퍼(241)로 반사시킨다. 광이 짝수회 반사되므로, 반도체 웨이퍼(241) 상에 형성된 이미지 패턴은 미러링되지 않는다. 또한, 배플 플레이트(250)와 결합하여 스페이서 플레이트(223)를 빔 스플리터 큐브(220)에 부가하기 때문에, 빔 스플리터 큐브(220)를 통해 레티클 광학 그룹(210)으로부터 누설되는 광량이 감소된다.As with the design of FIG. 2A, the advantage of this design is that the optical objects of the refraction system 200 (ie, reticle
4. 결론4. Conclusion
본 발명의 방법, 시스템, 구성요소의 실시예가 여기에 서술되었다. 이들 실시예는 단지 예시적인 목적으로 기재되었으며, 한정하기 위한 것이 아니다. 다른 실시예가 가능하며 본 발명에 의해 커버된다. 이러한 실시예는 여기에 포함된 기술에 기초한 관련 기술에 숙련된 자에게 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 사상과 범위는 상술한 예시적인 실시예에 의해 제한되어서는 안되며, 다음의 청구범위 및 그 동등물에 의해서만 정의된다.Embodiments of the method, system, components of the invention have been described herein. These examples have been described for illustrative purposes only and are not intended to be limiting. Other embodiments are possible and covered by the present invention. Such embodiments will be apparent to those skilled in the relevant art based on the techniques included herein. Accordingly, the spirit and scope of the invention should not be limited by the above-described exemplary embodiments, but defined only by the following claims and their equivalents.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 반도체 웨이퍼 상에 플립(미러링)되지 않은 이미지를 생성할 수 있는 광학 시스템 설계가 제공될 수 있다. As described above, according to the present invention, an optical system design capable of generating an image that is not flipped (mirrored) on a semiconductor wafer can be provided.
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